Биохимия Плазмодия

2017-05-12 09:58:48 / author: admin views 158Total views: 158 / 13Views for 7 days: 13

Марк Ф. Визер буенча, Тулейнского Университеты©1999. Последнее обновление 2 март 2017 ел .

Кереш

Малярийный паразит да китерә алырга тиеш матдђлђр берсе әйләнә-тирә мохитне саклау һәм мәгариф системасына үзгәреш кертелгән: бу матдәләр белән башка молекулами яки энергиясе (т. е. катаболизм). Бу башка молекулы һәм энергия аннары кулланыла саклап калу өчен гомеостаза паразита, үсеш һәм размножение паразита (т. е. анаболизм). Ничек анаболические һәм катаболические процесслар катализируются ферментами. Арта һәм яңадан күчерү организмнар таләп югары дәрәҗәдәге макромолекул һәм башка матдәләр саклап калу өчен клеточной структурасы һәм функцияләре. Малярийный паразит сатып алырга тиеш, әлеге матдәләр һәм прекурсоров нче хуҗасы. [См. шулай ук: Кыскача күзәтү биохимии Плазмодия.]

Уникаль тормыш циклы һәм нәтиҗәдә микроокружения паразита китерде эволюция метаболических юлларын, алар аерыла, кеше-носителя. Бу булырга мөмкин булсын өчен файдаланырга бу уникаль юллары өчен эшләүдә терапия стратегияләрен. Мәсәлән, күп кенә противомалярийными препаратлары, билгеле булганча, йогынты ясый пищевую вакуоль бу махсус органеллы өчен переваривания хуҗа итеп сизә хуҗасы гемоглобин.

Оглавление:

  • Биохимия Плазмодия-Кыскача күзәтү (аерым Веб-сәхифә)
  • Деградация гемоглобин һәм азык-төлек Вакуоль
  • Заглатывание хуҗасы цитоплазмы
  • Азык-Төлек Вакуоль Протеаз
  • Гем Детоксикация һәм ирекле кислород радикалы
  • Резюме Азык-Төлек Вакуоль (Дөге.)
  • Сылтамалар
  • Башка Сылтамалар

Биохимия Плазмодия

Деградация гемоглобин һәм азык-төлек Вакуоль

Малярийный паразит мохтаҗ аминокислотах синтезлау өчен үз аксым. Өч чыганактан аминокислот: синтез de Novo, ләкин импорт бер төен плазма һәм пищеварение катнашучы гемоглобин. (См. шулай ук Плазмодия Биохимия--белки һәм аминокислоты.) Гемоглобин булып, бик распространенным белком бу цитоплазме эритроцитов һәм төп чыганагы булып хезмәт итә аминокислот өчен паразита (Тартмасы). Гемоглобин расщепляется бу пептиды һәм аминокислоты бүлегенә вакуольной билгеле булганча, азык-төлек вакуоль. [См. Вундерлих һәм соавт (2012) өчен всеобъемлющего обзора вакуоль ризык һәм эшчәнлеге белән бәйле вакуолью.]


Заглатывание хуҗасы цитоплазмы

Биохимия Плазмодия

Башында балдак сәхнәдә, паразит били хозяйской клетки стромы буенча пиноцитоз (Дөге., уңнан; Искәрмә ppm (ппм) = паразит плазматической мембраны) нәтиҗәсендә икеләтә мембраны везикул. Эчке мембрана, ул туры PVM (ПВМ), тиз юкка чыга һәм переваривание гемоглобин бара бу кечкенә пузырьках беренче стадиясендә трофозоита. Ничек паразит өлгереп килә, ул әзерли махсус органеллы, дип атала цитотозом өчен поглощения хуҗасы цитоплазмы һәм кечкенә пигмент-урын алган везикулы сливаются эре азык-төлек вакуоль. (Гаметоциты түгел образуют эре азык-төлек вакуолей һәм характерлана кечкенә пигмент-үз эченә алган везикул хис итәргә, аларны цитоплазме.) Ике тапкыр мембранные везикулы отщипнуть нче нигез cytostome һәм взрыватель белән азык-төлек вакуоли. Эчке мембрана (башта ПВМ) лизируется һәм гемоглобин высвобождается бу пищевую вакуоль.


Протеазы һәм азык-төлек Вакуоль

Азык-төлек вакуоль кислотного отсека (рН 5.0-5.4), ул үз эченә алган гамәлләр протеаз. Шуңа бәйле рәвештә азык-төлек вакуоль искә төшерә лизосомы тыш, башка гидролаз кислоталар (напр., гликозидаз һәм нуклеазы) ачыкланган. Монда, башка гидролаз кислоталар кирәк түгел, чөнки микроокружение эритроцитов диярлек, бары тик аксым, аерым алганда, гемоглобин (Тартмасы). Кислотный рН азык-төлек вакуоль гамәлгә ашырыла. Н+-транслоцирующей Атфазы Һәм Н+-транслоцирующей пирофосфатазы, икесе дә булып торган гомологичные V-Тибы транспортировщиков тапкан бу растениях. Шул рәвешле, азык-төлек вакуоль булып тора, мөгаен, гомологичен тонопласт асрала бу растениях һәм башка (protozoa) протеазы.

Биохимия Плазмодия

Берничә аерым чаралар протеазы, рес-өч, дүрт төп сыйныф протеаз, билгеләнде пищевую вакуоль (Таблица). Берничә plasmepsins (плазмепсинлар) һәм falcipains (фалсипейнлар) билгеләнде. Переваривание гемоглобин, ихтимал, бара идәндә-заказал процессын эчене алган последовательные гамәлләр төрле протеаз (Гольдберг, 2005). Берничә генов plasmespsin ачыкланды геноме P. falciparum һәм дүрт шушы apprear функционировать бу пищевую вакуоль (Банерджи, 2002). Plasmepsin-1 (Плазмепсин-1) һәм plasmepsin-2 (плазмепсин-2) яхшырак характеризует һәм икесе дә сәләтле рассекая денатурированного гемоглобин арасында фенилаланина һәм лейцина калдыкларын урнашкан урыннарда 33, 34 әлеге Альфа-цепи глобина. Бу калдыклары табыла бу законсервированном домен, танылган буларак, шарнир өлкәсе, ул ничек дип санала, ия хәлиткеч әһәмияткә ия бу хәлне тотрыклыландыру гомуми структурасын гемоглобин. Спайность бу сайтта монда тудыра субъединиц глобина отделить һәм өлешчә разворачиваются. Бу развертка күрсәтәчәк өстәмә сайтлар протеазы эчендә полипептидных цепей глобина. Башка plasmepsins, шулай ук plasmepsin-1 һәм plasmepsin-2, falcipains аласыз киметергђ бу зур калдыкларына тап булган глобина. Әйтелде фараз, дип falcipain-2 (Shenai, 2000), һәм, бәлки, falcipain-3 (Sijwali, 2001), сәләтле усваивать үз гемоглобин һәм, димәк, мөмкин катнашырга башлангыч расщеплении гемоглобин.

Falcilysin алмый переваривать үз гемоглобин яки денатурированного глобина, әмма җиңел отщепляет зур булмаган калдыкларына тап булган полипептида (кадәр 20 аминокислот), образующиеся астында действием falcipain һәм plasmepsin. Спецификой сайтның falcilysin дополняет plasmepsins һәм falcipains һәм китерә мәгариф пептидов 6-8 аминокислот озынлыкка сикерү. Шуңа күрә, переваривание гемоглобин булып тора идђндђ-упорядоченный процесс, турниклар баштагы разрушение эре фрагментов белән последующим деградациясе кече пептидов (Дөге, Вундерлих һ. б., 2012). Тәкъдим ителгән юл гемоглобин казаны үз эченә ала баштагы расщепление plasmepsin-1 (һәм, бәлки, falcipain-2), ә аннары уртак гамәлләре берничә plasmepsins һәм falcipains. Калдыкларына тап булган пептида җитештерелгән бу казаны, алар аннан перевариваются артык вак пептиды буенча falcilysin.

Биохимия Плазмодия

Башта түгел, азык-төлек вакуоль тиешле активлыгын exopeptidase (экзопептидаза) билгеләнә ала " азык-төлек вакуоли (Kolakovich 1997). Әмма соңыннан ике аминопептидазы (APP), табылган " азык-төлек вакуоли (Далал һәм Klemba 2007 ел) ала торган конвертировать пептиды бу аминокислоты. Моннан тыш, аминопептидазы dipeptidyl (DPAP) ачыкланган азык-төлек вакуоли (Кемба 2004). Постулируется, дип DPAP ала бетерә дипептидов нче N-концах пептидов, получаемых юлы белән гамәлләр, төрле эндопептидазы " азык-төлек вакуоли, ә аннары аминопептидазы булырга мөмкин преобразованы бу аминокислоты. Нейтральные аминокислоты активлык пептидазы иде, ачыкланды бу цитоплазме берничә төр Плазмодиев (Керли 1994; Флоран 1998).

Алты аминокислотные переносчики ачыкланды геноме Плазмодия. Әмма, бар урыннар билгеле түгел. Pfmdr-1 иде локализован бу мембране азык-төлек вакуоль һәм әгъзасы булып тора АТР-связывающего кассетного (АВС) транспортер надсемейство. Кайбер функцияләре АВС-транспортеров бу рассаживаешь полипептидов аша мембраны. Мәсәлән, ген STE6 карадылар транспорты тибындагы фактор вязки (12 пептида аминокислоты). Pfmdr-1 мөмкин түбәндәге эчтәлекле ген STE6 (Волкман 1995), указывающий, ул булыр иде функционировать бу насосы алмаштырылды вак пептидов бу цитоплазме паразита. Тик артык соң яңгырый мәгълүматлар шуны дәлилли Pfmdr-1 ихтимал функцияләре өчен чит илдән растворенных матдәләр, шул исәптән наркотиклар, пищевую вакуоль (Рорбах 2006).

Башка транспортер белдерде бүген мембране азык-төлек вакуоль булып тора PfCRT (хлорохин transproter каршылык күрсәтә). PfCRT башта билгеләнгән иде бу тикшеренүләрдә генетик бәйләнешләр белән бәйле хлорохину. PfCRT әгъзасы препарат/метаболита транспортер (DMT) надсемейство, шулай ук мөмкин экспортировать хлорохин һәм башка препаратлар нче азык-төлек вакуоли. Пептиды сәләтле блокировать экспортка наркотиклар аша PfCRT, шул рәвешле предполагая, дип PfCRT ала функционировать бу транслокацию пептидов от еды, вакуоль паразиту цитоплазмы (Мартин, 2009). Өстәмә тикшеренүләр күрсәткәнчә, PfCRT протона (н+)-сочетании полиспецифических экспортер туклыклы матдәләр, сәләтле транспортировать күптөрле материаллар (Жуж 2015).

Үз резюме, вероятный сценарий өчен тулы переваривания гемоглобин тора килешенгән гамәлләр plasmepsins, falcipains һәм falcilysin, әйдәп баручы мәгарифкә вак пептидов. Зур булмаган пептиды, алар преобразуются бу аминокислоты һәм дипептиды, алар аннан преобразуются бу аминокислоты. Зур булмаган пептиды, дипептиды һәм аминокислоты транслоцируется бу цитоплазму паразита аша PfCRT файдаланып, электрохимический протонный градиент. Пептиды һәм ди-пептидов преобразуются бу аминокислоты бу цитоплазме белән обильным аминопептидаз.

Детоксикация Гема һәм ROI

Переваривание гемоглобин шулай ук чыгара гема. Ирекле гем булып тора токсичным сәбәпле, аның сәләтен к дестабилизации һәм лысое мембран, шулай ук блокировать активлык берничә өчен. Өч, дүрт, механизмнар, алар ярдәмендә гем выводятся шлаклар билгеләнде:

  • связывание буш гема " гемозоин [малярийный пигмент], яки малярийного пигмента;
  • деградациясе ярдәм итә перекиси водород азык-төлек вакуоли;
  • бу глутатион-зависимой деградациясе, ул бара бу цитоплазме паразита;
  • һәм, бәлки, оксигеназы гема булган найден. п. berghei (паразит кимерүчеләргә) P. knowlesi (обезьяний паразит) генә P. falciparum.

Икесе дә юлларын формалаштыру гемозоин [малярийный пигмент] һәм деструктивные юллары, мөгаен, функционировать белән бер үк вакытта 25-50% буш гема, преобразуется бу гемозоин [малярийный пигмент], ә калганнары деградируют (Гинзбург 1999). Ләкин кайбер тикшеренүләр күрсәткәнчә кадәр 95 проценты буш тимер аерылып тора каршындагы гемоглобин ашказаны урнашкан гемозоин [малярийный пигмент] (Иган 2008). Рентгеновская кристаллография һәм спектральный анализ күрсәткәнчә, гемозоин [малярийный пигмент] бар, шундый ук структурасына ничек b--гематина (Pagola 2000). b--гематина гыйбарәт димер гема хасил була аша взаимна ковалентные элемтә арасында карбоксильной төркеме протопорфирина-IX кольцо һәм тимер атомы ике молекул гема (Дөге., шулай ук карагыз сурәтләре кушылмаган күләмен). Бу димеры хезмәттәшлек итәләр аша водородные элемтә образуют кристаллы гемозоин [малярийный пигмент]. Шул рәвешле, белем пигмента яхшысы сурәтләнә ничек процессы биокристаллизация (Хемпельман 2007; Иган 2008).

Формалаштыру механизмы hemazoin билгеле түгел, әмма аксым ала торган стимуллаштыру формалаштыру гемозоин [малярийный пигмент] иде описан (Яни 2008). Бу детоксикация гема аксым (HDP) бәйли ике молекулы гема югары сродством мөмкин формалаштыруга ярдәм итү b--гематина димер. Димера булып тора чыгару мөмкин орлык процессы кристаллизации (Накатани 2014). Липиды алалар катнашырга процессында шул органнары липидов наблюдались " азык-төлек вакуоли һәм гемозоин [малярийный пигмент] белән бәйле липидами (Иган 2008).

Биохимия Плазмодия

Легенда. (Сулдан) химия структурасына гема. (Үзәк) туп һәм палка моделе б-гематина. Үзара мөнәсәбәтләр кислородом һәм тимер показано " фиолетовый. (Уңнан) моделен тутыру киңлеген предлагаемая структурасы гемозоин [малярийный пигмент] (үзгәрешләр белән нчы Пагола 2000). Бер b--гематина блогы обведено желтым. Төстәге берәүләр һәм шул ук барлык 3-нче сан. См. шулай ук артык зур саннар.

Бер өлеше буш гема ала разлагаться кадәр нетоксичных метаболитов. Өч потенциаль процесслар иде описаны: азык-төлек вакуоли белән перекисью водород опосредованного окисления порфиринового боҗрасы китерә, аны ачу һәм аннан һәлакәт; кайбер гема translocates азык-төлек вакуоли мембраны бу цитоплазму, анда ул окисляется уменьшенный глутатион (GSH); һәм гемоксигеназы ачыкланган кайбер да-кеше малярийных паразитов. Әмма роле бу процесслар уйный деградациясе гема билгеле түгел.

Хлорохин һәм башка 4-аминохинолинлар тикшерүгә тоткарлык мәгариф пигмента, шулай ук деструктивные процесслар гема (Гинзбург 1999), һәм шуның белән комачауларга детоксикации гема. Ирекле гем дестабилизирует мембраны пищевыми азык-төлек белән вакуольной һәм башка мембран һәм китерә һәлак паразита. [См. артык подробное фикер алышу, мәсьәләне гамәлләренә хлорохина.] Факт, дип биокристаллизация гема-бу уникаль процесс өчен дармоед да тапканнар кабул итүче обуславливает югары терапия индексы андый препаратлар булмаганда лекарственной тотрыклылыгын. Күп кенә башка противомалярийными препаратлар белән максатчан азык-төлек вакуоль дәлилли мөһимлеге моның органелл һәм аның төрле функцияләре (рәсем) өчен исән калу паразита.

Тимернең белән бәйле гемоглобином булып тора, барыннан да элек, кара дәүләт тимернең (Fe2+). Публикации нәтиҗәләрен гема тимер окисляется кадәр торышын трехвалентного тимернең (Fe3+). Электроны, освобожденные бу окисление тимернең булыша мәгариф реактив кислородных арадаш (ROI) кебек супероксид-анион-радикалов һәм перекиси водород. ROI чакыртырга мөмкин саналган биналарга зыян китерү књзђнђклђр. Супероксиддисмутаза (SOD) һәм каталаза булып клеточные ферментлар эшләп килүче өчен булдырмый окислительный стресс детоксикации супероксид һәм перекись водород, димәк. Икесе дә бу чаралар тапты азык-төлек вакуоли һәм була алыр иде алынган нче хуҗасы вакытында кабул итү цитоплазмы эритроцитов. (См. шулай ук Плазмодия Биохимия--окисьлашу-кайтарылу метаболизма.) Перекись водород, шулай ук, мөмкин экспортированы бу паразита цитоплазму, анда обезвреживаются каталазы һәм глутатионпероксидазы. Кайбер перекиси водород вырабатывается нәтиҗәдә ионов Fe2+®Fe3+ конвертации ала, шулай ук өчен файдаланыла деградациясе перекисно-гема.

Эшчәнлегенең нәтиҗәсе һәм функцияләре Азык-төлек Вакуоль

Биохимия Плазмодия

Сылтамалар

Banerjee R, Liu J, Beatty W, Pelosof L, Klemba M, and Goldberg DE (2002) Four plasmepsins are active in the Plasmodium falciparum food vacuole, including a protease with an active-site histidine. Proc Natl Acad Sci USA 99, 990-995.
Curley GP, O'Donovan SM, McNally J, Mullally M, O'Hara H, Troy A, O'Callaghan SA, and Dalton, JP (1994) Aminopeptidases from Plasmodium falciparum, Plasmodium chabaudi chabaudi and Plasmodium berghei. J. Euk. Microbiol. 41, 119-123.
Dalal, S and Klemba M (2007) Roles for two aminopeptidases in vacuolar hemoglobin catabolism in Plasmodium falciparum. J Biol Chem 282, 35978-35987.
Egan TJ (2008) Haemozoin formation. Mol Biochem Parasitol 157, 127-136.
Eggleson KK, Duffin KL, and Goldberg, DE (1999) Identification and characterization of falcilysin, a metallopeptidase invovled in hemoglobin catabolism within the malaria parasite Plasmodium falciparum. J Biol Chem 274, 32411-32417.
Florent I, Derhy Z, Allary M, Monsigny M, Mayer R, and Schrével J (1998) A Plasmodium falciparum aminopeptidase gene belonging to the M1 family of zinc-metallopeptidases is expressed in erythrocytic stages. Mol Biochem Parasitol 97, 149-160.
Ginsburg H, Ward SA, and Bray PG (1999) An integrated model of chloroquine action. Parasitol. Today 15, 357.
Goldberg DE (2005) Hemoglobin degradation. Curr Top Microbiol Immunol 295, 275-291.
Goldberg DE, Slater AFG, Beavis RC, Chait B, Cerami A, and Henderson GB (1991) Hemoglobin degradation in the human malaria pathogen Plasmodium falciparum: a catablolic pathway initiated by a specific aspartic protease. J Exp Med 173, 961-969.
Hempelmann E (2007) Hemozoin biocrystallization in Plasmodium falciparum and the antimalarial activity of crystallization inhibitors. Parasitol Res 100, 671-676.
Jani D, Nagarkatti R, Beatty W, Angel R, Slebodnick C, Andersen J, Kumar S, Rathore D (2008) HDP—A novel heme detoxification protein from the malaria parasite. PLos Pathogens 4(4) e1000053.
Juge N, Moriyama S, Miyaji T, Kawakami M, Iwai H, Fukui T, Nelson N, Omote H, Moriyama Y (2015) Plasmodium falciparum chloroquine resistance transporter is a H+-coupled polyspecific nutrent and drug exporter. Proc Natl Acad Sci USA 112, 3356-3361.
Klemba M, Gluzman I and Goldberg DE (2004) A Plasmodium falciparum dipeptidyl aminopeptidase I participates in vacuolar hemoglobin degradation. J Biol Chem 279, 43,000-43,007.
Kolakovich KA, Gluzman IY, Duffin KL, and Goldberg DE (1997) Generation of hemoglobin peptides in the acidic digestive vacuole of Plasmodium falciparum implicates peptide transport in amino acid production. Mol Biochem Parasitol 87, 123-135.
Martin RE, Marchetti RV, Cowan AI, Howett SM, Broer S, Kirk K (2009) Chloroquine transport via the malaria parasite's chloroquine resistance transporter. Science 325, 1680-1682.
Nakatani K, Ishikawa H, Aono S, Mizutani Y (2014) Identification of Essential Histidine Residues Involved in Heme Binding and Hemozoin Formation in Heme Detoxification Protein from Plasmodium falciparum. Scientific Reports 4, 6137..
Pagola S, Stephens PW, Bohle DS, Kosar AD, and Madsen SK (2000) The structure of malaria pigment b-haematin. Nature 404, 307-310.
Rohrbach P, Sanchez CP, Hayton H, Friedrich O, Patel J, Sidhu ABS, Ferdig MT, Fidock DA, Lanzer M (2006) Genetic linkage of pfmdr1 with food vacuolar solute import in Plasmodium falciparum. EMBO J 25, 3000-3011.
Rosenthal PJ, McKerrow JH, Aikawa M, Nagasawa H, and Leech JH (1988) A malarial cysteine proteinase is necessary for hemoglobin degradation by Plasmodium falciparum. J Clin Invest 82, 1560-1566.
Shenai BR, Sijwali PS, Singh A, and Rosenthal PJ (2000) Characterization of native and recombinant falcipain-2, a principal trophzoite cysteine protease and essential hemoglobinase of Plasmodium falciparum. J Biol Chem 275, 29000-29010.
Sijwali PS, Shenai BR, Gut J, Singh A, and Rosenthal PJ (2001) Expression and characterization of the Plasmodium falciparum haemoglobinase falcipain-3. Biochem. J. 360, 481-489.
Volkman SK, Cowman AF, and Wirth DF (1995) Functional complementation of the ste6 gene of Saccharomyces cerevisiae with the pfmdr1 gene of Plasmodium falciparum. Proc Natl Acad Sci USA 92, 8921-8925.
Wunderlich J, Rohrbach P, and Dalton JP (2012) The malaria digestive vacuole. Frontiers in Bioscience S4, 1424-1428.

Add a comment:
Sign in or login with: Facebook Google+ Twitter

See also

Сыйныф этикет һәм вежливость

Сыйныф этикет һәм вежливость

2017-04-16 12:42:09

Д.С. Смолярский буенча --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Җаваплылыктан баш тарту: содержимое әлеге чара кала, текст дословно дөрес берсе вузларның рәсми басмаларда, чагылдыра фикерләр өстенлек...

Башында тарих

Башында тарих

2017-04-18 22:42:48

Уэс Чепман Бертран Рассел өчен әзерләнгән "Ни өчен мин христианин түгел" сериясе,10 апрель, 1996 ел Рөхсәт итегез, миңа башта рәхмәт капеллан...

CAMCOS көз-2011 проекты: яңа модельләре темасы

CAMCOS көз-2011 проекты: яңа модельләре темасы

2017-04-18 22:06:52

Команда әгъзалары Рейчел Садок, Энни Ву, Дэмьен Адамс, Чинь Хуань К., Джоанна Спенсер, Нити Миттал, Юэ Венг. Аннотация Без эшләгән өчен алгоритм...

Бөер кимлек һәм ультрамарафоны

Бөер кимлек һәм ультрамарафоны

2017-04-30 21:26:58

Дон Дэвис буенча Дүрт көннән соң җиңү Сигейт 100 км Ультрамарафон " Толедо, Огайо штаты, мин бик госпитализирован 11 көн...


Useful: Make your own collection of cliparts